主要指木本植物維管組織的次生木質部。單子葉植物大多數沒有次生木質部。少數單子葉植物的初生木質部是由經過增大、加厚並木質化的細胞構成的，也有利用價值，如竹竿、椰子樹幹等。雙子葉植物中的草本植物雖有次生木質部，但其量甚微。木本裸子植物和被子植物中的一部分雙子葉植物，其次生維管形成層通過年復一年的週期性活動，不斷形成大量次生木質部，而初生木質部僅局限在髓心附近，因此具有利用價值的是次生木質部。由裸子植物如松樹、杉木等獲得的木材稱針葉樹材；由一部分被子植物中的雙子子葉植物；如楊樹、榆樹等獲得的木材稱闊葉樹材。前者的鋸材材面少花紋。如木材密度近似，前者的力學性質除抗剪強度和抗劈力外，其他一般超過後者。
木材是森林的主產品，具有重量輕，強重比大，易於加工成各種形狀，對電、熱的絕緣性能好（尤其是幹木材）等特點，有的並具有美觀的花紋和雅致的顏色。史前期人類僅利用木材燃燒時發出的熱取暖；以後逐漸用以造舟、車、器械、日用品以及修建船塢、碼頭、橋梁、房屋等。近代由於木材化學的發展，木材利用范圍擴展到紙張、紡織品、塑料以及上千種化學藥劑和提取物的制造或浸提，用途十分廣泛。木材用作建築材料時大多有不耐腐、不抗蛀蝕、吸濕性、易燃燒、有木節和斜紋理等天然缺陷，可通過防腐、阻燃、塑合等處理提高其材質和利用價值。
木材構造 木材中各類細胞或組織的性狀、構成、配列、變異和比量對木材的性質、加工和利用有密切關系。一般根據樹木生長的方式和木材細胞的配列，從橫、弦、徑3個切面研究木材的特性和利用。與樹幹長軸成直角的鋸切面稱橫截面(或橫切面)，如原木的端面；沿原木的長軸、平行於木射線、且常與生長輪成直角的縱向鋸切面稱徑切面；與木射線成直角的縱向鋸切面則稱弦切面。通常弦面比徑面較易刨光，但脹縮性較大，光澤性也往往較差。
木材構造可因觀察層次的不同而分為粗視構造、顯微構造和超顯微構造等。
粗視構造 木材的粗視構造特征用肉眼或放大鏡(10倍)就可看到，以橫截面為最重要，適於生產上鑒別木材之用。主要包括：①生長輪。即木材由於定期生長，而在橫截面上呈現的一層層生長層。如一年隻長一輪則稱年輪。由於樹木過老，樹冠不完整或樹木生長太慢，隻在樹幹局部形成生長輪，稱斷輪，如圓柏；由於落葉、幹旱等原因，在早材帶內出現貌若晚材帶的帶，稱偽輪或假年輪，如杉木。近髓心的木材稱幼齡材或中心材、髓心材，遠離髓心的部分稱壯齡材或成年材、成熟材。幼齡材力學性質差，不適於做建築用材。在生長季節，有些樹種生長輪內首先形成，細胞較大、較疏松的部分稱早材（又稱春材）；而晚些時候所形成的部分情況相反，稱晚材（又稱夏材或秋材）。生長輪的寬度和明顯度因樹種、樹株、部位和生長條件等而異。針葉樹材的生長輪通常都較明顯，但早、晚材帶之間的差別有漸變（如紅松、杉木等）和急變(如落葉松、馬尾松等)之分。有些闊葉樹材（尤其是生長在熱帶的），其生長輪界則往往難於判斷。生長輪在弦切面上呈倒∨或倒∪字形，徑切面上呈軸向平行條紋。英、美等國通稱針葉樹材為軟材，因其不具管孔（導管），又稱無孔材；另稱闊葉樹材為硬材，因除個別樹種如水青樹、昆欄樹等外均具管孔，又稱有孔材。若木材的早材管孔顯著大於晚材，而且形成明顯的帶或輪，稱環孔材；反之，若在整個生長輪內管孔的大小相近和分佈均勻，或僅稍有變化，稱散孔材；介於二者之間的中間型則稱半環孔材。在這3種生長輪類型中，晚材管孔(指環孔材)或管孔的配列有分佈比較均勻或均勻散生或分佈不均勻等多種弦列和徑列（輻射）形式。②邊材和心材。樹幹外部的木材對樹木既起機械支持作用，又具有生理功能，稱邊材，材色通常較淺；內部無輸導與貯藏機能，同時貯藏物已不存在或轉化為心材物質的部分，稱心材，通常色較深。有一部分樹種，如冷杉、楊樹等的心材、邊材顏色雖無區別，但內面部分的木材已無生活機能，稱熟材。③木射線。指木質部內的射線。在橫截面上徑向伸展，徑切面上橫過木紋呈斑塊狀或條狀，弦切面上呈縱列短條狀。針葉樹材的木射線通常不易看見。④軸向薄壁組織。指形成層紡錘形原始細胞所形成的薄壁細胞，沿樹軸方向排列。僅見於闊葉樹材，如黑黃檀等。⑤胞間道。包括樹脂道和樹膠管。正常胞間道見於針葉樹材的松樹、雲杉、落葉松、黃杉、油杉、銀杉等屬，以及闊葉樹材的龍腦香、柳安、坡壘等屬。這類樹種和一些不具正常胞間道的樹種（如鐵杉、楓香等屬可因活樹受傷而形成創傷胞間道）常在橫截面早材帶內排列成長弦線，對識別木材和選擇用材有幫助。單板和成材的弦面和徑面上因生長輪、木射線、紋理走向等形成的圖案和色班，常使木材富於裝飾特性。
顯微構造 借助顯微鏡觀察木材切片的細胞和組織特征，可見針葉樹材主要由管胞、木射線和木薄壁組織組成，闊葉樹材主要由導管、木纖維、木射線和木薄壁組織組成。①管胞。在針葉樹材內比量最大，平均占90%以上，在橫截面上整齊徑列成行（銀杏略欠整齊）。少數針葉樹，如松樹、銀杉、落葉松、雲杉、黃杉、雪松、鐵杉等屬的木射線內尚具徑向排列的射線管胞。有些闊葉樹如木麻黃、麻櫟、青岡、鐵刀木等還具有環管管胞；榆樹、樸樹等屬和水青樹則具維管管胞；水青樹、昆欄樹等個別闊葉樹種也如針葉樹材一樣，全具管胞，不具導管。②導管。世界上除已知約10屬以上的闊葉樹材不具導管而具管胞外，導管為組成闊葉樹材的主要成分之一。導管直徑的大小，管內侵填體、樹膠等堵塞的程度，均影響木材浸註、幹燥處理和制漿蒸煮等的效果。③木纖維。指位於木質部的韌型纖維和纖維管胞（應用上通常還包括管胞）。壁厚，腔窄，平均長1毫米以上，主要功能為機械支持，與上述管胞同為纖維工業的主要原料，其含量的多少直接影響木材的經濟效益。④木薄壁組織。指位於木質部的軸向薄壁組織和徑向薄壁組織或射線薄壁組織。軸向薄壁組織沿樹軸排列，除紡錘形薄壁細胞外，多以薄壁組織束形式存在。其數量和配列因樹種而異，針葉樹材中僅少量地見於柏科和杉科的一些樹種以及松科的銀杉等，闊葉樹材則除個別樹種外一般均有分佈。徑向薄壁組織為構成木射線的主要組織。闊葉樹材的木射線全由薄壁細胞組成，針葉樹材的木射線有的尚具射線（或徑向）管胞。⑤胞間道。分軸向和徑向兩類，為細胞之間的一種胞間隙樹脂或樹膠的貯藏所。四周的薄壁細胞有泌脂或泌膠的功能，如硬木松類的樹種可分泌松香、松節油等工業或藥用原料等。
超微構造和化學組成 利用X射線、電子顯微鏡等可揭示光學顯微鏡所不能揭示的超微構造或超微結構。木材的粗視至超微構造可圖解成下圖。木材細胞壁由胞間層、初生壁和次生壁構成。在電子顯微鏡下，次生壁又明顯地分為外層(S1)、中層(S2)和內層(S3)。胞間層主要為木質素，其作用是將胞壁粘在一起。初生壁僅含5～10％纖維素，主要為半纖維素和木質素。木材的纖維素主要集中在次生壁上，壁的外層和內層都很薄，中層最厚，占次生壁厚度的70～90％，由數十或一百多層薄層構成，對材性的影響最大。一般認為微纖絲是細胞壁的最小構造單位（直徑25納米）。但也有人認為細胞壁的最小構造單位為基本纖絲（直徑3.5納米），以氫鍵結合，由近40根平行纖維素鏈組成，由基本纖絲束形成微纖絲，再集聚則成纖絲或大纖絲，此說尚有爭議。每根微纖絲包含晶區和非晶區（或無定形區）。晶區的晶胞由兩個纖維二糖基（即4個葡萄糖基）構成。細胞壁的化學組分主要為纖維素(50％)，半纖維素(20～25％)和木質素(15～25％)；前者為組成細胞壁的骨架，後兩者填充於微纖絲之間。此外，尚含少量次要成分包括提取物(3～10％)和灰分(0.1～0.5％)等。針葉樹材的木質素含量較闊葉樹材的高，半纖維素則相反，纖維素通常無差異（見木材化學）。
木材性質 除木材的基本性質如物理、力學和化學性質外，廣義的木材性質尚包括木材加工、處理等工藝性質。
物理性質 指不借外力作用或化學變化而測定的木材性質。
①密度。指單位體積木材的質量，即木材的質量與體積之比（克/厘米3，過去稱容積重）。生產上按千克/米3計算。因含水率不同而有氣幹密度、基本密度、生材密度和絕對密度(後者含水率在理論上為零)之別，常用的是氣幹密度和基本密度。密度通常為衡量木材強度的標志，也是預測林木材質的重要因子，能影響木材的脹縮、力學、加工、處理性質和利用。中國木材以引種的輕木最輕，南方產的蜆木最重。除含水率外，樹株、部位、樹齡、生長環境等也都會影響木材的密度。
②吸濕性。木材中的水分存在於胞腔和胞壁中，分別稱作自由水和吸著水。後者又分吸附水和毛細管凝結水，對材性有很大影響。吸著水在胞壁內達到飽和，而自由水在胞腔內理論上為零時的含水率，稱纖維飽和點，其數值因樹種而異，一般約為30％。木材吸收或蒸發水分(即吸濕與解吸)與四周空氣的相對濕度和溫度相適應時的含水率，稱平衡含水率，在中國通常采用15％。含水率變化時，木材的尺寸、重量、耐腐、抗蛀、膠粘、塗飾、機械加工、物理及力學性質、幹燥及防腐處理等均受影響。
③脹縮性。木材隨溫度的增減而脹縮，但數值甚微，在0℃以上時一般可略而不計。水分的變化，特別在纖維飽和點以下時對木材脹縮的影響則很大。木材為各向異性材料，其軸、徑、弦3個方向的脹縮值不同：軸向最小，應用上可略而不計；弦向最大；徑向約為弦向的1/2。木材脹縮性又隨密度的增加而增大，提取物含量多時也可降低脹縮性，應力木的軸向脹縮性則因而顯然增大。木材常因幹縮濕脹而改變尺寸，產生變形和其他幹燥缺陷，如開裂、內裂、皺縮、表面硬化等，致使木材和木制品的利用價值降低。木材鋸解後，進行及時和適當的幹燥處理、化學藥劑浸註（如膠壓木、浸漬木、塑合木等），或用塗料塗刷等，均可使木材尺寸的穩定性獲得改進，尤以采用化學藥劑浸註法的效果更為顯著。
④聲、電、熱的傳導性。木材不僅能在敲打時發聲，而且還會擴大、吸收、反射或阻隔其他物體產生的聲音；因此可根據各種木材的聲學性質，選作樂器、隔聲等的材料。衡量木材傳聲性質的好壞有聲速、諧振、振動頻率、生長輪寬度、密度、聲輻射品質常數、對數縮減量、動彈性模量、吸聲系數等指標。通常密度大、彈性模量高或厚而短的木材，其振動頻率高，所以長短不同的紅木木條可選用以制作木琴。聲輻射品質常數高、聲阻抗低和對數縮減量小的木材如泡桐和雲杉，最適宜作樂器音板。飛機螺旋槳、機床墊板等則需利用對數縮減量高的木材，以減低機器的震動。演奏廳、播音室等建築可用木材，特別是木質空心結構或軟質纖維板等作墻板，以利用其吸聲特性降低噪聲、回音，增強音響效果。木材的斜紋、腐朽、蟲害等缺陷能影響木材的振動特性，可用無損試驗加以檢驗。
木材最重要的電學性質為電阻和介電性質。直流電阻是木材導電性質的一個重要指標，用電阻率表示。幹材的電絕緣性優良，適於作電桿和橫擔、枕木、工具柄等；但隨著水分的增加其電阻率有很大的變化，可用電阻式水分測定儀測定。木材的軸向電阻遠比橫向的低。溫度低、密度小時電阻增大。在交流電場中，木材介電質的電容量與同一電容器內真空介電質的電容量之比稱介電常數，在木材高頻加熱及作為絕緣體時有重要意義。利用介電常數與水分的關系可設計出電容式水分測定儀。介電質材料每振動一周時消耗的功率與貯存於電容器內總功率的比，稱功率因數。設計高頻幹燥及高頻膠合時，即需利用功率因數以計算功能的消耗。
木材的導熱能力很小，適於用作房屋建築、把柄等隔熱材料。木材導熱性軸向比橫向大，並隨密度和含水率的增大而增加，因此輕木、泡桐等輕質木材的隔熱性能較好。單位質量的木材每增減1℃時所需的熱量稱木材比熱。它與溫度、濕度成正比，生產上用以計算木材加熱處理如蒸煮、幹燥、防腐時所需的熱量。
力學性質 指構件或結構木材能支承載荷的所有性質。材料抵抗載荷所產生的力稱應力。當木材承受最大載荷而破壞時測計的應力稱強度，主要包括抗彎強度、沖擊韌性、順紋抗壓強度、抗剪強度和抗拉強度。物體對應力反映的狀態，根據其變形來計量，稱應變。無量綱在木材的比例極限內，應力變量與應變變量之比稱彈性模量，用以表示木材的勁度。木材用作梁材時，要考慮抗彎、抗剪強度及彈性模量；用作橋梁、枕木時，要考慮抗彎、抗剪、橫紋抗壓強度，硬度以及沖擊韌性；用作橋梁拉桿、車轅木等時則要考慮抗拉強度。木材作為一種各向異性材料，其力學性質要比均質材料復雜得多，且因樹種、樹株、部位、含水率、生長環境、缺陷、載荷持久及溫度等而異。木材水分在纖維飽和點以下時的力學性質隨含水率的減少而增高。木材缺陷對木材強度的影響主要是木節、斜紋理及開裂等，是在確定木材質量標準或設計時必須考慮的因素。木材在長期載荷下其變形逐漸增加。若載荷很小，變形增加經一定時間後即停止；當載荷超過某一限度時，則變形可隨時間不斷增加直至使木材破壞。這一性質當木材用作承重構件時尤須加以考慮。
測定木材強度的試樣通常以無疵小試樣為準，從測得的強度均值減去2.33倍均方差，即得統計最小值。然後扣除長期載荷、偶爾超載荷及試樣的尺寸和形狀等因子，所得數值稱無疵木材的基本應力。如再扣除斜紋理、木節、開裂等缺陷因子，便得容許應力，即計算承重構件長期安全載荷所依據的容許應力。
工藝性質 木材由於樹種及其構造和各種固有性質(物理、力學、化學)的差異，在加工過程中所表現難易程度不一，並對加工工藝性質，主要包括切削性質、幹燥性質、膠合性質、塗飾性質等產生決定性影響，例如木材的吸濕性和體積穩定性影響木材制品的加工精度及部件互換性，木材的握釘力影響木結構設計及裝配工程。木材構造不同，致使部分水分移動的狀態互異，影響幹燥的工藝基準；木材的濕潤性、滲透性及提取物對膠合有重要影響，半纖維素含量高的闊葉樹材對矽酸鹽類無機膠粘劑有阻礙效應，等等。
木材分級 指鋸材按質量劃分等級，通常按其表面可見的各種缺陷的大小和多少加以劃分，稱直觀分級。為使木材利用簡化和經濟，將應力近似的鋸材列為同一等級，稱應力分級。實際上直觀分級也是最早的應力分級。近年來木材質量和強度的無損檢測有較大的發展，應用電子裝置根據測定木材的自振頻率或傳聲速度，計算出木材的彈性模量，據此測出木材相關的抗彎或抗壓強度。另外，木材機械應力分級裝置，已經在某些工業范圍內采用，其原理是在固定載荷下測定結構木材的彈性變形，然後自動換算為彈性模量及其相關強度。木材通過此種裝置測定後，其等級或強度即自動打印於材面。
參考書目
Franz F.P.Kollmann，and W.A.Côté，Jr.，Principles of Wood Science and Technology，Vol I，Solid Wood，Springer-Verlag，Berlin，1968.